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超越波浪：为什么摆动水柱（OWC）能够成为未来能源的革命？
随着全球对可再生能源需求的增加，摆动水柱（OWC）技术正逐步显现出其潜力，成为一种新型的波浪能转换装置。这种设备能利用海浪在其内部的海水振动，从而产生能源。由于相对于其他能源体系，OWC的环境影响相对较小，因此越来越多的公司正在研发更有效率的OWC模型。
摆动水柱设备由半淹没的腔室或空心的结构组成，底部开口与海洋相通，腔室上方保留了一个空气口袋，随着海浪的推动，水柱如活塞般上下运动，迫使空气在腔室内外流动。
这一持续的运动促使空气流动形成双向的高速气流，这股气流又通过一个动力转换系统（PTO）被转换为能源。值得注意的是，OWC的PTO系统能够在气流双向运动中持续发电，这一特性使得OWC具备相当的发电稳定性。
设计
基本OWC组件
动力转换系统（PTO）
PTO系统是OWC设备的第二大主要组件。其主要功能是将气动能转换为所需的能源形式（如声音或电力）。 PTO系统的设计对于摆动水柱的效率至关重要，必须能够将腔室内外的气流都转换为能量。
威尔斯涡轮（Wells Turbine）
威尔斯涡轮于1970年代晚期由贝尔法斯特女王大学的艾伦·阿瑟·威尔斯教授设计，这是一种双向涡轮，使用对称翼型。该涡轮有着不与海洋直接接触的设计，但在高气流速的情况下效率会有所下降，这是因为翼型的高攻角会增加阻力。
哈纳涡轮（Hanna Turbine）
哈纳涡轮是2009年由环保活动家约翰·克拉克·哈纳发明的，旨在改进威尔斯涡轮的设计。哈纳涡轮利用了两个背靠背的不对称翼型，这一设计不仅降低了阻力，还提高了升力系数，从而使得涡轮不易失速并增强了扭矩。
历史
摆动水柱技术的最早应用出现在发声浮标中，这些浮标利用在腔室中产生的气压来驱动PTO系统发出声音。 1885年，科学美国报导了34个这样的发声浮标在美国海岸运行的情况。
1947年，日本海军指挥官桝田义夫设计了能发电的OWC导航浮标，这标志着OWC技术向产生电能的转型。
大型OWC电厂项目
LIMPET，苏格兰艾斯莱岛
该电厂于2001年启用，拥有一台直径2.6米的威尔斯涡轮，能够发电500 kW。
穆特里库，巴斯克国家
该电厂于2011年启用，配备16台威尔斯涡轮，能在合适条件下发电约300 kW。
海洋能源浮标
该项目正由OceanEnergy开发，预计全尺寸浮标的输出功率约可达500MW。
MARMOK-A-5
由Oceantec和IDOM开发的这款浮标OWC，在巴斯克地区的比斯开海能源平台得到了测试。
环境影响
摆动水柱技术的环境影响相对有限，因为其在水中没有活动部件，降低了对海洋生物的危害。然而，它们可能造成的噪音污染是目前的主要顾虑之一。
一些专家建议，可以通过将OWC设备设置得更远离海岸来减少这些负面影响，这也可能让这些设备展现出更大的潜能。
摆动水柱技术似乎已经展现出成为未来能源的一个重要解决方案，但这是否能真正实现广泛应用，还有待未来的证明?
